recombination又称再结合。(一)由两个增长游离基结合形成一饱和大分子而终止反应,称为再结合。(二)半导体中电子受光作用从价带激发到导带,创造了电子-空穴对,该固体表面可能会通过"
复合中心"俘获少数
载流子和多数载流子,造成电子-空穴对的部分消失,从而达到稳定状态,这一过程称为复合。(三)焊接电弧空间的正负带电粒子(正离子、负离子、电子),在一定条件下相遇而相互结合成中性粒子的过程称为复合。细介绍气体中正离子同自由电子或负离子碰撞时俘获电子形成中性原子或分子的过程。前者称为电子-离子复合,简称电子复合后者称为离子-离子复合,简称离子复合。复合是电离的反过程,是气体中使带电粒子数减少的重要过程。气体中电离停止后,单位时间、单位体积内由于复合而消失的带电粒子数与正、负离子或电子的密度n+、n-成正比,通常n+=n-=n,故复合系数α称为复合系数,量纲为L3T-1,它是表征复合过程的宏观参量。通常用αe、αi分别表示电子复合系数、离子复合系数。复合几率密切依赖于正、负带电粒子的相对速度。正、负离子的相对速度小,它们有足够时间接近,发生复合的机会通常比电子与离子的要大得多,因而αi比αe要大得多,数量级分别为10-6、10-8~10-10。电子-离子复合复合能的释放,如果以光子形式发射出来,这种复合过程称为辐射复合如果转移给第三者(别的原子、分子或电子),则称为三体复合。当存在第三者时,三体复合比辐射复合更为可能。因此,在低气压放电管中,复合通常更多地发生在管壁上,而在高气压情况下,则更多地发生在气体体积内部。此外,当分子、离子同电子复合时,复合能还可能使分子离解,称为离解复合。离子-离子复合正、负离子间的相对速度与气压密切相关。在低气压下,离子平均自由程很长,相对速度高,即使相遇也不一定能发生复合。然而,英国物理学家J.J.汤姆孙提出,这时如果同附近一个中性分子碰撞,则它们的相对速度将变慢而接近于热速度,离子电场将使它们有足够时间接近,复合便能发生。由此导出,αi与离子的平均自由程成反比,因而随气压增加而增大。在高气压下,正、负离子要经过多次碰撞才能相遇,相对速度低于热速度,其值由它们相互的电场作用下的迁移率决定,所以αi与迁移率成正比,因而随气压增加而减小,这是法国物理学家P.朗之万得到的结果。这两种理论都被实验所证实,αi的最大值出现在大约 1个大气压处。两个慢离子复合时释放的能量几乎等于形成正、负离子时吸收的总能量,即等于正离子的电离能减去负离子的电子亲合势,它可能转移为光子(辐射复合),或转移给第三者(三体复合),也可能在电荷交换复合中成为中性原子的激发能或动能,不过成为动能的可能性很小。研究过程研究复合过程,对于了解电离层的形成和性质,了解太阳日冕、太阳外层大气以及高温等离子体等的行为有重要意义。
复合中心半导体中某些杂质和缺陷可以促进载流子复合,对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用的杂质和缺陷称为复合中心。作为复合中心的杂质与缺陷一般在禁带中引入一个或几个深能级,它们既可以俘获电子又能俘获空穴,从而促进复合过程。
陷阱中心是一种深能级的杂质或缺陷。陷阱中心的特点就是俘获一种载流子的作用特别强,而俘获另一种载流子的作用特别弱,则陷阱中心具有存储一种载流子的作用。例如电子陷阱就起着存储电子的作用,空穴陷阱就起着存储空穴的作用。
一般来说,陷阱中心的能级深度要比复合中心能级的浅。
热平衡时由缺陷或杂质引入的能级上具有一定数量的热平衡电子,当半导体内引入非平衡载流子时,这些能级上的电子数目将发生变化,如果能级上电子数目增加则该能级具有俘获非平衡电子能力,该能级称为电子陷阱。反之若该能级上电子数目减少则该能级具有俘获空穴的能力称为空穴陷阱。
当非平衡载流子落入陷阱后基本上不能直接发生复合,而必须首先激发到导带或价带,然后才能通过复合中心而复合。在整个过程中,载流子从陷阱激发到导带或价带所需的平均时间比它们从导带或价带发生复合所需的平均时间长得多,因此陷阱的存在大大增加了从非平衡恢复到平衡态的弛豫时间。
百度百科 陷阱(物理学术语)
百度百科 复合中心
首先要说明的是半导体的能带分为三个区域,导带,禁带,价带。导带中的电子和价带中的空穴是能够参与导电的载流子。激发过程就是价带中的电子在接受能量后跃迁过禁带到到达导带的过程,由于电子离开价带留下一个空位,因此激发过程会在价带留下一个空穴。而复合过程正好相反,是导带中的电子回到价带填补原来的空位的过程,该过程释放能量。
N,P型半导体则是半导体掺杂之后在禁带中形成了杂质能级,杂质能级距离价带或者导带小于禁带宽度,因此杂质的激发过程更容易发生,从而使半导体价带中的空穴或导带中的电子变多。掺入能够使导带中电子变多的杂质的半导体为N型半导体,使价带中空穴变多的半导体就是p型半导体。
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